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| 복합 파라볼라형(CPC) 모듈을 이용한 태양광/촉매/오존 공정에서 초기 pH 변화에 따른 디클로로아세토니트릴 제거 속도에 관한 연구 |
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신동훈, 나승민, 채금화, 김지형 |
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| Effect of initial pH Removal of Dichloroacetonitrile in Photocatalytic Ozonation by Using Compound Parabolic Concentrator Modules |
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Donghoon Shin, Seungmin Na, Jinhua Cai, Jeehyeong Khim |
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| Abstract |
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In this study, we investigated to reaction rate of dichloroacetonitrile(DCAN) in each pH(3, 6.5, 10) using heterogeneous photocatalytic ozonation in order to determine optimal pH in photocatalytic ozonation (solar/$TiO_2/O_3$) process. The results, showed that DCAN was removed at pH of 3, 6.5, and 10 within 4h, and that the corresponding removal rates were 43.8, 91.1, 98.2%, respectively, in the solar/$TiO_2/O_3$ process. The highest reaction rate was observed at pH 10. These results could be attributed to the self-decomposition of DCAN and the change in the mechanism of the ozone process. Besides, pH 6.5 also achieved a high degradation rate(91.1%) which is due to DCAN adsorbed onto the catalyst surface and reacted with radicals(${cdot}OH$) generated by the reaction between ozone and electron($e^-$) released from the conduction band of catalyst. The lowest degradation rate was observed at pH 3 due to absence of adsorption and no change in ozone reaction mechanisms. |
| Key Words:
pH; Dichloroacetonitrile; CPC reactor; Solar; Photocatalytic ozonation |
| 요지 |
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이 연구에서는 디클로로아세토니트릴을 제거하는데 태양광/촉매/오존 공정에서 적정 pH 조건을 찾기 위해 각각 pH 3, 6.5, 10 조건에서 제거속도를 알아보았다. 태양광/촉매/오존 공정에서 각각의 pH 조건(3, 6.5, 10)에서 4시간 동안의 DCAN 제거율을 알아본 결과 각각 43.8, 91.1, 98.2%로 pH 10 조건에서 가장 높은 제거속도를 보였다. 그 원인은 디클로로아세토니트릴의 자체 분해와 오존의 분해 메커니즘의 변화 때문이었다. pH 6.5 조건에서도 91.1%로 높은 제거율을 보이는데 그 원인은 디클로로아세토니트릴의 촉매 흡착량 증가로 촉매표면에서의 전도대의 전자와 오존의 반응으로 인해 흡착된 디클로로아세토니트릴이 분해되기 때문이다. pH 3 조건에서는 디클로로아세토니트릴의 촉매 흡착이나 오존의 반응 메커니즘 변화로 인한 제거속도 향상 효과가 없기 때문에 제거속도가 가장 저조한 현상을 보였다. |
| 핵심용어:
디클로로아세토니트릴; 복합파라볼라형 반응기; 태양광; 광촉매 오존 공정 |
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